KR20170087214A - 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법은 재활 치료 환자의 PC가 로그인(Login) 과정을 통해 재활 치료 게임을 제공하는 재활 치료 센터 서버에 접속하는 단계와; 상기 재활 치료 센터 서버에 접속한 재활 치료 환자의 PC가 재활 치료 센터 서버에 재활 치료 게임을 요청하는 단계; 상기 재활 치료 환자의 PC가 재활 치료 센터 서버로부터 제공된 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계, 환자를 재활 치료하는 재활 치료 장비가 재활 치료 환자의 PC에 접속하여 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계; 상기 재활 치료 장비에 설치된 재활 치료 게임이 실행되고 재활 치료 장비가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와 오른팔 근육의 힘을 파악하고 왼손 집게 손가락의 위치를 파악하는 단계; 상기 재활 치료 장비가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락에 의해 조작되는 가상 객체를 생성하고 생성된 가상 객체를 모니터상에 표시하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 오른팔 회전 각도를 가상 객체에 매핑(Mapping)시켜 모니터상에 표시된 가상 객체가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리도록 하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 왼손 집게 손가락이 상승 되었다가 하강 되었을 때 가상 객체로부터 미사일이 발사되도록 하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 가상 객체가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리면서 가상 객체의 전방 장애물을 미사일을 이용하여 격추한 횟수를 카운트하여 게임 점수를 계산하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 재활 치료 대상 환자에 의해 수행된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 재활 치료 환자의 PC를 통해 재활 치료 센터 서버로 전송하는 단계; 상기 재활 치료 센터 서버는 수신된 재활 치료 게임 점수와, 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 의사의 소견을 재활 치료 환자의 PC로 전송하는 단계; 및 상기 재활 치료 센터 서버는 수신된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 게임의 난이도를 결정하고 재활 치료 환자의 PC로부터 재활 치료 게임에 대한 다운로드 요청이 들어왔을 때 난이도가 조정된 재활 치료 게임을 재활 치료 환자의 PC에 제공하는 단계로 이루어질 수 있다.
Description
본 발명은 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가상 현실 장비를 활용하여 중증 장애인을 재활 치료할 수 있도록 한 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법에 관한 것이다.
현재 IT 기술의 발달로 가상 현실(Virtual Reality) 기술을 이용한 재활 치료 방법에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
상기 가상 현실(Virtual Reality)은 1956년 모튼 헤이리그에 의해 가상 체험이라는 것으로 처음 고안된 후에 이반 서덜런드(1965년)의 얼티메이트 디스플레이, 마이런 크루이거(1983년)의 인공 현실감으로 불리우다 1986년 재론 래니어에 의해 가상 현실이라는 용어로 불리기 시작하였다.
상기 가상 현실은 여러 측면에서 다양하게 정의할 수 있으나, 대표적으로 두 가지 입장에서 정리할 수 있다.
먼저, 기술 중심적 관점으로 "이용자가 현실과 같은 3차원 상황 속에서 상호 작용할 수 있도록 해 주는 Head-mounted goggle과 망으로 연결된 의상을 통해 경험하게 되는 전자적인 환경 시뮬레이션"(Coates,1992)으로 정의한다.
이와 달리 경험 중심적 입장에서는 "지각하는 자가 원격현전을 경험하는 실재적 또는 시뮬레이션 된 환경"(Steuer,1992)으로 정의할 수 있다.
종합적으로 현재 대중에 널리 알려지기에는 "컴퓨터가 만들어낸 감각 몰입이 이루어지는 가상 세계에서 이용자가 실시간으로 상호 작용을 할 수 있는 인간-컴퓨터 인터페이스'라고 정의할 수 있다.
이와 같이, 가상현실의 역사는 오래되었으나 1990년대 이후부터 건축, 게임, 전시, 군사, 의료 등 다양한 분야에서 본격적으로 사용되기 시작하였다.
이 중 의료 부분에 있어서의 가상 현실은 의학 교육, 수술, 실습, 진단 및 치료 분야에서 시도되고 있다.
특히, 1990년대 중반부터는 재활 분야에도 가상 현실 개념이 도입되어 연구되기 시작하였다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 공개특허번호 "10-2014-0061170"호의 "재활 훈련 시스템"이 있는데, 상기 재활 훈련 시스템은 사용자에게 재활과 관련된 정보를 제공하여 사용자의 감각을 자극하는 재활 의도 유발부와, 상기 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 검출부, 상기 생체 신호 검출부로부터 상기 사용자의 생체 신호를 입력받고, 상기 생체 신호에 기초하여 사용자의 상태 정보를 생성하는 상태 추정부, 상기 상태 추정부가 생성한 사용자의 상태 정보에 기초하여, 사용자에게 자극 또는 운동을 제공하는 자극 운동 제시부, 및 상기 사용자의 재활 훈련 중 상태 추정부가 생성하는 사용자의 상태 정보에 기초하여 사용자에게 제공되는 자극 또는 운동을 조정하는 자극 운동 조정부를 포함한다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 중증 환자의 재활 치료에 가상 현실 장비를 적용하여 중증 환자의 재활 의지를 높일 수 있도록 한 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법은 재활 치료 환자의 PC가 로그인(Login) 과정을 통해 재활 치료 게임을 제공하는 재활 치료 센터 서버에 접속하는 단계와; 상기 재활 치료 센터 서버에 접속한 재활 치료 환자의 PC가 재활 치료 센터 서버에 재활 치료 게임을 요청하는 단계; 상기 재활 치료 환자의 PC가 재활 치료 센터 서버로부터 제공된 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계, 환자를 재활 치료하는 재활 치료 장비가 재활 치료 환자의 PC에 접속하여 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계; 상기 재활 치료 장비에 설치된 재활 치료 게임이 실행되고 재활 치료 장비가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와 오른팔 근육의 힘을 파악하고 왼손 집게 손가락의 위치를 파악하는 단계; 상기 재활 치료 장비가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락에 의해 조작되는 가상 객체를 생성하고 생성된 가상 객체를 모니터상에 표시하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 오른팔 회전 각도를 가상 객체에 매핑(Mapping)시켜 모니터상에 표시된 가상 객체가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리도록 하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 왼손 집게 손가락이 상승 되었다가 하강 되었을 때 가상 객체로부터 미사일이 발사되도록 하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 가상 객체가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리면서 가상 객체의 전방 장애물을 미사일을 이용하여 격추한 횟수를 카운트하여 게임 점수를 계산하는 단계; 상기 재활 치료 장비는 재활 치료 대상 환자에 의해 수행된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 재활 치료 환자의 PC를 통해 재활 치료 센터 서버로 전송하는 단계; 상기 재활 치료 센터 서버는 수신된 재활 치료 게임 점수와, 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 의사의 소견을 재활 치료 환자의 PC로 전송하는 단계; 및 상기 재활 치료 센터 서버는 수신된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 게임의 난이도를 결정하고 재활 치료 환자의 PC로부터 재활 치료 게임에 대한 다운로드 요청이 들어왔을 때 난이도가 조정된 재활 치료 게임을 재활 치료 환자의 PC에 제공하는 단계로 이루어질 수 있다.
이러한 절차로 이루어진 본 발명에 따른 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법은 게임 화면 속의 가상 객체가 재활 환자의 오른팔을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 본 발명은 립 모션을 이용하여 재활 환자의 왼손 집게 손가락의 움직임을 파악한 다음, 왼손 집게 손가락이 오르내릴 때 가상 객체로부터 미사일이 발사되어 가상 객체 전방의 장애물을 격추 시키도록 함으로써 재활 환자가 흥미를 느끼며 재활 훈련에 적극적으로 임할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법은 재활 치료 환자가 재활 병원 등을 직접 방문하지 않고도 원격지에서 고품질의 의료 서비스를 받을 수 있으므로 사용자의 시간, 공간상의 편의를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 재활 치료 환자의 재활 치료 상태를 유·무선 통신을 통해 재활 의학 전문의에게 전달할 수 있고, 상기 재활 치료 전문의는 전달받은 재활 치료 상태를 확인하여 전문의 소견이나 업데이트 된 치료 프로그램을 재활 치료 환자에게 피드백해 줄 수 있다.
또, 실제와 유사한 다양한 가상 현실 컨텐츠를 제공하여 사용자로 하여금 재활 치료의 반복 수행에 따른 지루함을 없애고 몰입감을 유발함으로써 재활 치료의 효과를 증진시킬 수 있다.
도면 1은 본 발명의 전체 구성도,
도면 2는 오른팔에 의해 가상 객체가 승·하강 되고, 왼손 집게 손가락에 의해 전방 장애물을 격파하는 개념도,
도면 3은 오른팔에 2축 자이로스코프와, 근전도 센서가 장착된 상태를 도시한 도면,
도면 4는 오른팔이 0도 내지 180도 범위에서 상·하 이동됨을 도시한 도면,
도면 5는 근전도 센서의 출력단에 시그널 컨디셔너와 A/D 변환부가 부가 장착됨을 설명하기 위한 제어 블록도,
도면 6은 시그널 컨디셔너의 제어 블록도,
도면 7은 시그널 컨디셔너의 제어 회로도.
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도면 6은 시그널 컨디셔너의 제어 블록도,
도면 7은 시그널 컨디셔너의 제어 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법은 도면 1 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 재활 치료 환자의 PC(1)가 로그인(Login) 과정을 통해 재활 치료 게임을 제공하는 재활 치료 센터 서버(3)에 접속하는 단계와; 상기 재활 치료 센터 서버(3)에 접속한 재활 치료 환자의 PC(1)가 재활 치료 센터 서버(3)에 재활 치료 게임을 요청하는 단계; 상기 재활 치료 환자의 PC(1)가 재활 치료 센터 서버(3)로부터 제공된 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계; 환자를 재활 치료하는 재활 치료 장비(5)가 재활 치료 환자의 PC(1)에 접속하여 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계; 상기 재활 치료 장비(5)에 설치된 재활 치료 게임이 실행되고 재활 치료 장비(5)가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와 오른팔 근육의 힘을 파악하고 왼손 집게 손가락의 위치를 파악하는 단계; 상기 재활 치료 장비(5)가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락에 의해 조작되는 가상 객체(7)를 생성하고 생성된 가상 객체(7)를 모니터상에 표시하는 단계; 상기 재활 치료 장비(5)는 오른팔 회전 각도를 가상 객체(7)에 매핑(Mapping)시켜 모니터상에 표시된 가상 객체(7)가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리도록 하는 단계; 상기 재활 치료 장비(5)는 왼손 집게 손가락이 상승 되었다가 하강 되었을 때 가상 객체(7)로부터 미사일(11)이 발사되도록 하는 단계; 상기 재활 치료 장비(5)는 가상 객체(7)가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리면서 가상 객체(7)의 전방 장애물(9)을 미사일(11)을 이용하여 격추한 횟수를 카운트하여 게임 점수를 계산하는 단계; 상기 재활 치료 장비(5)는 재활 치료 대상 환자에 의해 수행된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 재활 치료 환자의 PC(1)를 통해 재활 치료 센터 서버(3)로 전송하는 단계; 상기 재활 치료 센터 서버(3)는 수신된 재활 치료 게임 점수와, 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 의사의 소견을 재활 치료 환자의 PC(1)로 전송하는 단계; 및 상기 재활 치료 센터 서버(3)는 수신된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 게임의 난이도를 결정하고 재활 치료 환자의 PC(1)로부터 재활 치료 게임에 대한 다운로드 요청이 들어왔을 때 난이도가 조정된 재활 치료 게임을 재활 치료 환자의 PC(1)에 제공하는 단계로 이루어진다.
상기 재활 치료 장비(5)에 설치된 재활 치료 게임이 실행되고 재활 치료 장비(5)가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와 오른팔 근육의 힘을 파악하고 왼손 집게 손가락의 위치를 파악하는 단계는 매 프레임마다 왼손의 정보를 갱신하여 손가락 관절과 손가락 뼈의 정보를 받을 변수를 만드는 단계와, 상기 재활 치료 장비(5)는 립 모션을 통해 받아들여진 손가락 관절과 손가락 뼈의 좌표와 각도 정보를 손가락 관절의 변수와 손가락 뼈의 변수에 입력하는 단계, 및 매 프레임마다 립 모션으로부터 받아들여진 손가락 관절과 손가락 뼈의 좌표와 각도 정보를 갱신하여 손가락 관절의 변수와 손가락 뼈의 변수에 입력함으로써 재활 치료 환자의 왼손 집게 손가락의 위치를 감지하는 단계로 이루어질 수 있다.
상기 재활 치료 장비(5)는 오른팔의 회전 각도와 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 위치를 감지하는 모션 감지 센싱부와, 상기 재활 치료 환자의 PC(1)로부터 전달받은 재활 치료 게임을 디스플레이하고 상기 모션 감지 센싱부에 의해 감지된 오른팔의 회전 각도와 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 위치에 의해 조작되는 가상 객체(7)를 생성하여 상기 가상 객체(7)에 의해 재활 치료 게임이 진행되도록 하는 가상 현실 장비로 이루어진다.
또한, 상기 모션 감지 센싱부는 오른팔의 회전 각도를 검출하기 위한 2축 자이로스코프와, 오른팔 근육의 운동량을 측정하기 위한 2개 이상의 근전도 센서(19), 및 재활 치료 환자의 왼손 집게 손가락의 움직임을 감지하는 립 모션으로 이루어질 수 있다.
상기 2축 자이로스코프의 신호는 0도 내지 180도의 팔-어깨 사이의 관절 각도 값으로 환산되며, 근전도 신호는 0-100 사이의 상대적인 값으로 계산된다.
상기 립 모션(Leap Motion)은 매우 정교한 손동작 인식 센서를 지닌 유저 인터페이스를 제공해 주는 장치로서, 작은 아이팟 크기의 장치로 8입방 피트의 3차원 공간을 매우 정확하게 읽어낸다.
상기 립 모션 기술은 MS의 키넥트와 비슷한 원리를 지니는데, 상기 키넥트는 색사를 구분하는 RGB 카메라와 깊이를 구분하는 IR 카메라로 구성되지만, 립 모션은 키넥트보다 200배 높은 감도를 가지며, 약 100분의 1밀리미터의 움직임까지도 감지할 수 있다.
또한, 상기 립 모션은 초광각 150도 시야와 깊이 Z축 좌표로 현실의 손 움직임 궤적을 인식하여 3차원으로 나타낸다.
상기 립 모션 컨트롤러는 200 FPS(Frame Per Second)(초당)로 움직임을 추적하기 때문에, 사용자가 움직이는 대로 가상 객체도 정밀하게 작동한다.
또한, 상기 각각의 근전도 센서(19) 출력단에는 근전도 센서(19)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭 및 필터링(Filtering)한 다음 포락선 형태의 신호로 변환하는 시그널 컨디셔너(21)(Signal Conditioner)가 장착되고, 상기 시그널 컨디셔너(21)의 출력단자에는 출력되는 포락선 형태의 아날로그 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하고 변환된 디지털 신호를 가상 현실 장비로 전송하는 A/D 변환부(23)가 장착된다.
상기 시그널 컨디셔너(21)는 근전도 센서(19)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하고 10Hz 이하의 신호와 60Hz 신호를 감쇄하는 1차 시그널 컨디셔너(25)와, 상기 1차 시그널 컨디셔너(25)로부터 출력되는 신호 중 200Hz 이상의 신호를 감쇄한 다음 근전도 신호를 포락선 형태로 변환하는 2차 시그널 컨디셔너(27)로 구성된다.
상기 1차 시그널 컨디셔너(25)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 근전도 센서(19)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하는 1차 증폭부(29)와, 상기 1차 증폭부(29)에 의해 증폭된 신호 중 60Hz의 신호를 감쇄하는 노치 필터(31)(Notch Filter), 상기 노치 필터(31)로부터 출력되는 신호중 10Hz 이상의 신호를 통과시키는 하이 패스 필터(33)(High Pass Filter), 상기 하이 패스 필터(33)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 2차 증폭부(35)로 구성된다.
상기 2차 시그널 컨디셔너(27)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 1차 시그널 컨디셔너(25)로부터 출력되는 신호중 200Hz 이하의 신호는 통과시키고 200Hz를 초과하는 신호는 감쇄하는 로우 패스 필터(37)와, 상기 로우 패스 필터(37)로부터 출력되는 신호 중 마이너스 신호는 차단하고 플러스 신호 영역의 근전도 신호를 포락선 형태로 변환하여 출력하는 포락선 검파부(39)로 이루어진다.
상기 1차 증폭부(29)는 근전도 센서(19)의 신호 형태에 따라 반전 증폭기나 비반전 증폭기 또는 차동 증폭기를 사용할 수도 있다.
상기 노치 필터(31)는 입력단이 상기 1차 증폭부(29)의 출력단에 연결된 제1 저항(41)과, 입력단이 상기 제1 저항(41)의 출력단에 연결되고 출력단이 상기 하이 패스 필터(33)의 입력단에 연결되며 저항값이 제1 저항(41)의 저항값과 동일한 제2 저항(43), 입력단이 상기 1차 증폭부(29)의 출력단에 연결된 제1 커패시터(45), 입력단이 상기 제1 커패시터(45)의 출력단에 연결되고 출력단이 상기 하이 패스 필터(33)의 입력단에 연결되며 용량이 제1 커패시터(45)의 용량과 동일한 제2 커패시터(47), 일단이 제1 저항(41)의 출력단에 연결되고 타단이 접지되며 제1 커패시터(45)의 용량보다 2배 큰 용량을 갖는 제3 커패시터(49), 일단이 제1 커패시터(45)의 출력단에 연결되고 타단이 접지되며 제1 저항(41)값의 0.5배의 저항값을 갖는 제3 저항(51)으로 구성되어, 상기 1차 증폭부(29)로부터 입력되는 신호 중 
의 신호를 차단한다.
상기 하이 패스 필터(33)는 입력단이 노치 필터(31)의 출력단에 연결된 제4 커패시터(53)와, 일단이 제4 커패시터(53)의 출력단에 연결되고 타단이 접지된 제4 저항(55)으로 구성될 수 있다.
상기 2차 증폭부(35)는 일단이 제1 오피 앰프(57)의 반전 입력단에 연결되고 타단이 접지된 레퍼런스 저항(59)과, 일단이 제1 오피 앰프(57)의 반전 입력단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프(57)의 출력단에 연결된 게인 저항(61), 및 비반전 입력단에 하이 패스 필터(33)의 출력단이 연결되어 하이 패스 필터(33)의 출력 신호를 
배만큼 증폭하는 제1 오피 앰프(57)로 이루어질 수 있다.
상기 로우 패스 필터(37)는 입력단이 2차 증폭부(35)의 출력단에 연결된 제5 저항(63)과, 일단이 저항의 출력단에 연결되고 타단이 접지된 제5 커패시터(65)로 구성될 수 있다.
상기 포락선 검파부(39)는 입력단이 로우 패스 필터(37)의 출력단에 연결되어 로우 패스 필터(37)로부터 입력되는 신호 중 마이너스 신호는 차단하고 플러스 신호는 통과시키는 다이오드(67)와, 일단이 상기 다이오드(67)의 출력단에 연결되고 타단이 접지된 제6 저항(69), 및 일단이 상기 다이오드(67)의 출력단에 연결되고 타단이 접지된 상태에서 제6 저항(69)과의 시정수에 따라 다이오드(67)로부터 출력된 신호에 의해 충전 또는 방전되면서 포락선 신호를 출력하는 제6 커패시터(71)로 이루어질 수 있다.
이러한 절차로 이루어진 본 발명에 따른 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법은 게임 화면 속의 가상 객체(7)가 재활 환자의 오른팔을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 본 발명은 립 모션을 이용하여 재활 환자의 왼손 집게 손가락의 움직임을 파악한 다음, 왼손 집게 손가락이 오르내릴 때 가상 객체(7)로부터 미사일(11)이 발사되어 가상 객체(7) 전방의 장애물을 격추시키도록 함으로써 재활 환자가 흥미를 느끼며 재활 훈련에 적극적으로 임할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법은 재활 치료 환자가 재활 병원 등을 직접 방문하지 않고도 원격지에서 고품질의 의료 서비스를 받으면 되므로 사용자의 시간, 공간상의 편의를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 재활 치료 환자의 재활 치료 상태를 유·무선 통신을 통해 재활 의학 전문의에게 전달할 수 있고, 상기 재활 치료 전문의는 전달받은 재활 치료 상태를 확인하여 전문의 소견이나 업데이트 된 치료 프로그램을 재활 치료 환자에게 피드백해 줄 수 있다.
또, 실제와 유사한 다양한 가상 현실 컨텐츠를 제공하여 사용자로 하여금 재활 치료의 반복 수행에 따른 지루함을 없애고 몰입감을 유발함으로써 재활 치료의 효과를 증진시킬 수 있다.
1. 재활 치료 환자의 PC 3. 재활 치료 센터 서버
5. 재활 치료 장비 7. 가상 객체
9. 전방 장애물 11. 미사일
19. 근전도 센서 21. 시그널 컨디셔너
23. A/D 변환부 25. 1차 시그널 컨디셔너
27. 2차 시그널 컨디셔너 29. 1차 증폭부
31. 노치 필터 33. 하이 패스 필터
35. 2차 증폭부 37. 로우 패스 필터
39. 포락선 검파부 41. 제1 저항
43. 제2 저항 45. 제1 커패시터
47. 제2 커패시터 49. 제3 커패시터
51. 제3 저항 53. 제4 커패시터
55. 제4 저항 57. 제1 오피 앰프
59. 레퍼런스 저항 61. 게인 저항
63. 제5 저항 65. 제5 커패시터
67. 다이오드 69. 제6 저항
71. 제6 커패시터
5. 재활 치료 장비 7. 가상 객체
9. 전방 장애물 11. 미사일
19. 근전도 센서 21. 시그널 컨디셔너
23. A/D 변환부 25. 1차 시그널 컨디셔너
27. 2차 시그널 컨디셔너 29. 1차 증폭부
31. 노치 필터 33. 하이 패스 필터
35. 2차 증폭부 37. 로우 패스 필터
39. 포락선 검파부 41. 제1 저항
43. 제2 저항 45. 제1 커패시터
47. 제2 커패시터 49. 제3 커패시터
51. 제3 저항 53. 제4 커패시터
55. 제4 저항 57. 제1 오피 앰프
59. 레퍼런스 저항 61. 게인 저항
63. 제5 저항 65. 제5 커패시터
67. 다이오드 69. 제6 저항
71. 제6 커패시터
Claims (4)
- 재활 치료 환자의 PC(1)가 로그인(Login) 과정을 통해 재활 치료 게임을 제공하는 재활 치료 센터 서버(3)에 접속하는 단계와;
상기 재활 치료 센터 서버(3)에 접속한 재활 치료 환자의 PC(1)가 재활 치료 센터 서버(3)에 재활 치료 게임을 요청하는 단계;
상기 재활 치료 환자의 PC(1)가 재활 치료 센터 서버(3)로부터 제공된 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계;
환자를 재활 치료하는 재활 치료 장비(5)가 재활 치료 환자의 PC(1)에 접속하여 재활 치료 게임을 다운로드 받는 단계;
상기 재활 치료 장비(5)에 설치된 재활 치료 게임이 실행되고 재활 치료 장비(5)가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와 오른팔 근육의 힘을 파악하고 왼손 집게 손가락의 위치를 파악하는 단계;
상기 재활 치료 장비(5)가 재활 치료 환자의 오른팔 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락에 의해 조작되는 가상 객체(7)를 생성하고 생성된 가상 객체(7)를 모니터상에 표시하는 단계;
상기 재활 치료 장비(5)는 오른팔 회전 각도를 가상 객체(7)에 매핑(Mapping)시켜 모니터상에 표시된 가상 객체(7)가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리도록 하는 단계;
상기 재활 치료 장비(5)는 왼손 집게 손가락이 상승 되었다가 하강 되었을 때 가상 객체(7)로부터 미사일(11)이 발사되도록 하는 단계;
상기 재활 치료 장비(5)는 가상 객체(7)가 오른팔의 회전 각도에 따라 상·하 방향으로 오르내리면서 가상 객체(7)의 전방 장애물(9)을 미사일(11)을 이용하여 격추한 횟수를 카운트하여 게임 점수를 계산하는 단계;
상기 재활 치료 장비(5)는 재활 치료 대상 환자에 의해 수행된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 재활 치료 환자의 PC(1)를 통해 재활 치료 센터 서버(3)로 전송하는 단계;
상기 재활 치료 센터 서버(3)는 수신된 재활 치료 게임 점수와, 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 의사의 소견을 재활 치료 환자의 PC(1)로 전송하는 단계;
및 상기 재활 치료 센터 서버(3)는 수신된 재활 치료 게임 점수와 재활 치료 게임의 시간대별 오른팔의 회전 각도와, 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 좌표 정보를 이용하여 환자의 재활 상태를 파악한 다음 재활 치료 게임의 난이도를 결정하고 재활 치료 환자의 PC(1)로부터 재활 치료 게임에 대한 다운로드 요청이 들어왔을 때 난이도가 조정된 재활 치료 게임을 재활 치료 환자의 PC(1)에 제공하는 단계로 이루어진 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 재활 치료 장비(5)는 오른팔의 회전 각도와 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 위치를 감지하는 모션 감지 센싱부와,
상기 재활 치료 환자의 PC(1)로부터 전달받은 재활 치료 게임을 디스플레이하고 상기 모션 감지 센싱부에 의해 감지된 오른팔의 회전 각도와 오른팔 근육의 힘, 및 왼손 집게 손가락의 위치에 의해 조작되는 가상 객체(7)를 생성하여 상기 가상 객체(7)에 의해 재활 치료 게임이 진행되도록 하는 가상 현실 장비로 이루어지고,
상기 모션 감지 센싱부는 오른팔의 회전 각도를 검출하기 위한 2축 자이로스코프와, 오른팔 근육의 운동량을 측정하기 위한 2개 이상의 근전도 센서(19), 및 재활 치료 환자의 왼손 집게 손가락의 움직임을 감지하는 립 모션으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법.
- 제2 항에 있어서,
상기 각각의 근전도 센서(19) 출력단에는 근전도 센서(19)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭 및 필터링(Filtering)한 다음 포락선 형태의 신호로 변환하는 시그널 컨디셔너(21)(Signal Conditioner)가 장착되고,
상기 시그널 컨디셔너(21)의 출력단자에는 출력되는 포락선 형태의 아날로그 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하고 변환된 디지털 신호를 가상 현실 장비로 전송하는 A/D 변환부(23)가 장착되며,
상기 시그널 컨디셔너(21)는 근전도 센서(19)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하고 10Hz 이하의 신호와 60Hz 신호를 감쇄하는 1차 시그널 컨디셔너(25)와,
상기 1차 시그널 컨디셔너(25)로부터 출력되는 신호 중 200Hz 이상의 신호를 감쇄한 다음 근전도 신호를 포락선 형태로 변환하는 2차 시그널 컨디셔너(27)로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법.
- 제3 항에 있어서,
상기 1차 시그널 컨디셔너(25)는 근전도 센서(19)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하는 1차 증폭부(29)와,
상기 1차 증폭부(29)에 의해 증폭된 신호 중 60Hz의 신호를 감쇄하는 노치 필터(31)(Notch Filter),
상기 노치 필터(31)로부터 출력되는 신호중 10Hz 이상의 신호를 통과시키는 하이 패스 필터(33)(High Pass Filter),
상기 하이 패스 필터(33)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 2차 증폭부(35)로 구성되고,
상기 2차 시그널 컨디셔너(27)는 1차 시그널 컨디셔너(25)로부터 출력되는 신호중 200Hz 이하의 신호는 통과시키고 200Hz를 초과하는 신호는 감쇄하는 로우 패스 필터(37)와,
상기 로우 패스 필터(37)로부터 출력되는 신호 중 마이너스 신호는 차단하고 플러스 신호 영역의 근전도 신호를 포락선 형태로 변환하여 출력하는 포락선 검파부(39)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160006919A KR20170087214A (ko) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160006919A KR20170087214A (ko) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170087214A true KR20170087214A (ko) | 2017-07-28 |
Family
ID=59422417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160006919A KR20170087214A (ko) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | 가상 현실 장비를 이용한 재활 치료 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170087214A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102006385B1 (ko) | 2018-04-20 | 2019-08-01 | 주식회사 진우이앤티 | 열회수장치 및 공기정화장치가 내장된 일체형 리플로우 시스템 |
| KR20200036838A (ko) * | 2020-03-30 | 2020-04-07 | 최동훈 | 가상현실 기반 재활치료 시스템 및 가상현실 기반 재활치료 시스템을 사용하여 재활훈련 대상자에게 가상현실 기반 재활컨텐츠를 제공하는 방법 |
| KR102149870B1 (ko) * | 2020-01-15 | 2020-08-31 | 전혜련 | 여성 질근력 측정 및 치료 게임 시스템 |
| KR20220017120A (ko) | 2020-08-04 | 2022-02-11 | 농업회사법인 보리누리주식회사 | Vr을 이용한 헬스케어 서비스와 이에 대한 맞춤형 광고 콘텐츠 및 광고를 제공하는 장치 및 방법 |
-
2016
- 2016-01-20 KR KR1020160006919A patent/KR20170087214A/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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